考虑供料策略和人因的装配线平衡问题建模研究

合理的供料策略对装配线运行的效率和成本有很好的优化效果。本文研究了装配线平衡、物料供应策略的集成优化问题，同时兼顾操作者的人因负荷。首先，考虑对装配线所需各物料采用直接或间接供料策略，并采用能量消耗率和脑力承受度来客观评估操作者的体力与脑力负荷，以解决传统人因学评估方法由于量纲问题而导致的目标函数难以获得精确最优解问题；然后，以最小工位数、最小化平滑指数为优化目标，构建了装配线平衡模型；最后，结合实例，并通过遗传算法求解，分析了分层优化和集成优化的优缺点，这为实际生产中通过优化供料方式来提高经济效益、保护工人健康提供了一定的研究思路。     

多目标混流装配线再平衡模型与算法

当新产品引入时, 混流装配系统常常需要再平衡以保持各工作台上的负荷均衡. 文章考虑混装线再平衡时的调整成本和生产效率, 提出了度量调整成本的新方法, 建立了混流装配线再平衡问题的多目标优化模型, 并采用多目标遗传算法对该问题进行了求解. 通过对经典问题的计算实验, 以及与Merengo等提出的混装线平衡算法的对比分析, 结果表明多目标遗传算法可以有效地求解混装线再平衡问题.     

基于多层规划的单边多目标装配线平衡调度模型

平衡汽车装配线能够提高企业生产效率、稳定产品质量、降低生产延迟; 缩短装配线总作业时间可以提高汽车装配数量.根据单车型单边装配工艺要求, 以最大工位持续时间最小和总作业时间最短为目标, 建立了基于多层规划的多目标混合整数规划平衡调度模型, 得到了平衡率最高且总作业时间最少的调度方案.通过分析模型的寻优思想, 得到了一个快速、有效的装配线平衡调度模型.算例证明了该模型求解速度的高效性和所得调度方案的有效性.     

可跨工位操作的随机混流装配线平衡问题研究

装配线平衡问题是在满足一定约束的条件下,将一系列任务单元分配到各个工位上,使其工作强度与利用率相适应.研究了带有跨工位操作,且任务单元完成时间为随机量的一类特殊装配线平衡问题,目标是缩短整个生产过程中的总任务超载时间;参考机会约束规划的思想,建立了α任务超载时间最小化模型;结合随机模拟和遗传算法设计了混合遗传算法以求解,并通过实例仿真验证了算法的有效性.     

用多能工应对需求波动的混流装配线平衡问题

在混流装配线中,需求波动会造成工位负荷的变化并可能产生过载,利用多能工协助装配是解决过载问题的常见方法.多能工的引入会改变装配线平衡的约束,同时平衡方案也会影响应对需求波动所需的多能工数量,然而现有的平衡研究还没有讨论过多能工带来的影响.本文研究了使用多能工应对需求变化的混装线平衡问题,决策者需要决定多能工和普通工人的数量及任务分配.以最小化人工成本并满足不同情境的需求.文章建立了数学模型,分析了问题的复杂性和成本下界,并提出了启发式和精确算法来求解,最后使用数值实验证明了算法的有效性.     

考虑需求波动和产能调整成本的混流装配线平衡问题

混流装配系统面对的市场需求经常受各种因素影响而上下波动,当实际需求与预期不同时,企业需要采取加班等临时措施调整产能. 然而现有装配线平衡研究大都是按照确定的预期需求量配置的,少数考虑随机需求的研究也都忽视了平衡方案后续进行产能调整的成本和难易程度. 文章针对需求不确定环境下的混装线平衡决策,考虑了维持日常产能的人工成本和加班带来的产能调整成本,建立了数学模型,提出了一种估计总成本下界的方法并设计了启发式算法. 计算实验表明算法能在较快时间内获得较好的结果.     

基于遗传算法的装配线平衡

平衡问题是装配线设计中要考虑的一个重要方面。文章给出基于遗传算法的启发式程序来解决装配线的平衡问题，设计特殊的遗传操作算子，提高算法的可行性、有效性和程序的搜索能力。对于给定的实例，计算的结果表明遗传算法是一种有效的解决装配线平衡问题的工具。     

考虑疲劳和工作负荷的人工拣选货品排程研究

针对仓储配送系统中的拣选货品操作,建立人工拣选货品的排程模型.在综合考虑工人的疲劳程度、工作负荷以及货品的最大拣选时间的基础上,为最小化工人的最大完工时间和拣选错误率,引入了人因失误率和能量阈值.求解模型得到了拣选货品的最优序列和休息位置.采用遗传算法求得模型的近似最优解,并通过算例分析验证模型的有效性.模型的可行解并不唯一,最终提供五组可行解,即五种可行方案供决策者根据实际情况进行选择.     

多约束混流线平衡与排序优化问题研究

针对G企业混流装配线设计不合理导致工位间负载不均衡及产品堆积现象,考虑工序与工位间匹配关系,节拍时间、工序优先关系等多约束,以减少工位数量、均衡工位间负载、减少产品等待时间为目标,建立混流装配线设计与产品排序问题的多目标混合整数规划模型,分别设计了分层算法和混合启发式算法;利用小规模算例验证了分层次算法的精确性,利用大规模算例验证了混合启发式算法高效性。基于本文算法对G企业装配线进行优化后,其工位间负载极差由15.6 min减少到0.1 min,优化后投产顺序对应的节拍时间降低了6 min。     

基于改进离散微粒群优化算法的混流装配线多目标排序

产品投产排序是混流装配线有效运作的关键,它是标准微粒群算法无法直接应用的离散空间问题.提出改进离散微粒群优化算法来解决混流装配线多目标排序问题.提出了适应离散编码的粒子位置编码方式,有效避免了不可行解的产生,提高算法效率.引入了动态参数及自适应逃逸机制增强了粒子的多样性和搜索性能.分析了装配线参数变化对目标函数和相应投产序列的影响,并确定出了能够获得最优解的合理参数范围.提出评价指标对改进离散微粒群优化算法与基本离散微粒群优化算法进行了对比,对实际混流装配线的仿真实验表明提出的改进微粒群优化算法可以直接应用于离散排序问题,是一种高效的混流装配线排序算法.改进微粒群优化算法与遗传算法的仿真实验对比显示了提出方法在混流装配线排序问题中的优越性.     

虚拟人上肢拉伸操作疲劳评价的建模研究

在人机系统工效学设计与分析中,虚拟人表达一直是比较关注的内容.分析了人体操作疲劳评价的主要方法,以最常见的人体上肢拉/伸操作作为研究对象,选用35名受试者进行拉/伸疲劳试验.通过结果分析,建立了基于作业时间判断的虚拟人上肢操作时的疲劳状态评判模型,该模型可以为虚拟人完成拉/伸操作时的疲劳评价提供定量的分析方法.     

混合装配线上物料供应的平准化排序

生产的同步化和均衡化是准时制系统的一个重要特征，物流的平衡是准时制系统的基础，文章从供应链的角度探讨准时制系统供应物流问题，建立准时制系统中混合装配线上产品的各个层次物料供应速率平准化的目标和数学模型，运用模拟退火（SA）方法来设计混合装配线的投产排序算法，最后给出一个排序的实例。     

基于维修仿真的人体疲劳分析

在维修工程领域,对产品的人机工程学分析逐渐引起人们的重视,人体的疲劳分析是其重要组成部分。该文提出了一种基于维修仿真的人体疲劳分析方法,该方法首先利用虚拟人创建维修仿真过程,然后通过动态提取虚拟人在该过程中的动作数据,计算人体执行不同动作所消耗的代谢能量,最后分析评判人体在维修过程中的疲劳程度。通过建立人体疲劳分析原型系统,并针对空间站维修仿真进行实例验证,试验结果表明了该方法的有效性。     

一类有动态时间窗的并行多机启发式调度算法

航班过站服务中的货邮装卸作业调度是一类有时间窗和作业调整时间的多目标多设备并行作业动态排序问题，其特点是作业时间窗和服务作业时间动态变化。在分析区别于一般制造业生产作业排序特点的基础上，建立了服务作业的调度模型．提出了设备能力差的概念．给出一个考虑不同设备加工能力的启发式分配法。当时间窗或服务时间发生变化时，算法只需要修改判断矩阵中的一行或一列数据，而对算法运行的效率没有影响。算例分析显示，能力差分配算法在减少航班延误数量、时间压设备生产能力平衡上均优于目前使用的先到先服务和最小负荷调度的混合算法。     

多目标路径诱导下平衡市场渗透率的确定

假定在多目标路径诱导下,用户基于旅行时间和旅行费用权衡的水平上做出路径抉择,这有别于传统的单目标路径诱导下,用户选择旅行时间最小的路径出行的决策.在先进的旅行者信息系统下,有诱导装置的出行者能更准确的选择旅行负效用最小的路径出行,而无诱导装置的出行者对出行路径的选择有更大的随机性,因此路径诱导能给出行者带来收益.假定路径诱导带来的收益决定了在路网达到平衡时有多大比例的出行者使用诱导装置,即平衡市场渗透率.本文利用混合网络随机用户均衡建模理论,研究了多目标路径诱导下平衡市场渗透率的确定方法,并设计了一个求解模型的算法.通过算例讨论了单目标和多目标路径诱导、旅行费用函数形式以及信息质量参数对平衡市场渗透率的影响.研究结果表明,与多目标路径诱导相比,单目标路径诱导可能低估或高估平衡市场渗透率;平衡市场渗透率随信息质量是递增的,但其边际影响是递减的.     

基于动态规划的装配线物料搬运节能调度方法

为有效提升混流装配线的生产效率与环境效益,提出了装配线多载量小车物料搬运节能调度方法.以最小化最大线边库存与总能耗为目标,建立了多目标混合整数规划模型.通过问题性质分析,将混合优化问题转为离散优化问题,降低了模型复杂度.针对动态规划算法维数灾问题,提出了基于剪枝规则的多目标规划算法:通过剪枝规则剪除被支配状态,缩减搜索空间以提高计算效率.其中,为满足动态规划的马尔可夫性,定义了新的状态表示方式.最后,仿真实验验证了所提出的调度方法的优越性与算法的有效性.     

人体体力极限负荷试验研究

本文对人体在不同强负荷下运动所能维持的最大时间和恢复时间进行分析研究，探索体力负荷与持续时间的关系，并根据人体在高强度运动中心率的变化来分析探讨以相对心率为指标来徇极限负荷的可能性。     

医院手术调度问题的两阶段鲁棒优化方法研究

手术服务时间受患者身体状况,医生技术水平等因素影响,具有不确定性.如何有效地调度患者手术成为医院管理的一大挑战.研究了医院的手术调度问题,以院方收益最大为目标,在考虑患者最迟手术日期限制的情况下,建立了手术调度问题的确定型模型.进一步考虑手术服务时间的不确定性,将手术的服务时间表示为有界区间,考虑了管理者风险偏好对患者服务时间不确定集的影响,在确定型模型的基础上,提出了区间型手术调度问题的两阶段鲁棒优化方法.数值实验结果表明,将鲁棒优化运用于手术调度问题,能够减小服务时间不确定性给医院效益带来的影响.同时,考虑最迟手术日期会降低医院收益,最大收益差可达到10.7%.     

卫星数传资源负荷均衡调度模型及蚁群优化算法

建立了卫星数传资源负荷均衡调度模型,提出了调度方案效能评价函数和模型求解的蚁群优化算法.调度模型中主要考虑任务调度收益和资源负荷均衡两个优化目标,蚁群算法通过遍历矩阵解构造图来逐步构造可行解,利用基于调度方案效能评价函数的全局信息素更新规则同时优化数传任务调度收益和数传资源负荷均衡两个目标.算例仿真表明,本文提出的调度模型和蚁群优化算法所求得的调度方案取得了较好的任务调度收益和资源负荷均衡指标评价值,说明模型与算法正确可行.     

人体目标雷达回波建模

人体行走的微动研究始于90年代末,而后发展迅速,雷达对人体的探测有着其他传感器不具备的优势,现阶段主要集中在对于实测数据的分析上,而缺乏系统的理论和模型分析。首先针对人体目标雷达回波信号的作用机理,对现有的人体运动学模型进行了改进,在人体微运动结构方面主要考虑了人摆腿和摆臂的前后向运动。同时将人体结构简化为简单几何形状的均匀刚体,将人体四肢简化为均匀散射的线模型,在理论上给出了人体目标微运动产生的雷达回波模型,最后进行仿真,证明了本模型的正确性和有效性。